АТМОСФЕРА ИСКУССТВЕННАЯ

Атмосфера искусственная — искусственная смесь газов, обеспечивающая нормальное дыхание и газообмен у животных и человека. Атмосфера искусственная используется в случаях, когда людей или животных необходимо изолировать от окружающей среды: в кабинах летательных аппаратов, в батискафах, в подводных лодках, в подводных домах. Атмосфера искусственная характеризуется барометрическим давлением, химическим составом, парциальным давлением и скоростью движения газов, температурой, влажностью, концентрацией вредных примесей (в случае их наличия), составом и зарядом аэрозоля. Основным физиолого-гигиеническим требованием, предъявляемым к атмосфере искусственной, является ее биологическая эквивалентность стандартной атмосфере Земли на уровне моря. Это означает, что газовый состав атмосферы искусственной не должен вызывать гипер- и гипоксии (рO2 в альвеолярном воздухе должно составлять около 100 мм рт. ст.), гиперкапнии, интоксикации вредными примесями, наркотического состояния инертными газами и азотом. Атмосфера искусственная в основном может загрязняться углекислым газом, поэтому при необходимости пребывания в атмосфере искусственной до одного месяца рCO2 не должно превышать 7,6 мм рт. ст., а при более длительном — 3 мм рт. ст.

Воспроизведение основных параметров стандартной земной атмосферы (см. Атмосфера) является одним из методов создания атмосферы искусственной, удовлетворяющим всем перечисленным выше требованиям.

Такая атмосфера искусственная была успешно использована в кабинах советских космических кораблей «Восток», «Восход» и «Союз». В летательных аппаратах можно использовать и моногазовую атмосферу искусственную, состоящую из одного кислорода. При этом общее барометрическое давление допускается в ней не меньше 200 и не больше 300 мм рт. ст. В американских космических кораблях «Джемини» и «Аполлон» использовалась атмосфера искусственная из чистого кислорода при давлении 258 мм рт. ст., в кораблях «Скайлэб» — из кислорода (70%) и азота (30%) при общем давлении 258 мм рт. ст.

Опыт использования атмосферы искусственной в кабинах летательных аппаратов и в подводных сооружениях свидетельствует о том, что при создании атмосферы искусственной приходится идти на компромиссное решение вопроса, касающегося физиолого-гигиенических требований, из-за ограниченных технических возможностей их реализации. В связи с этим многие параметры атмосферы искусственной устанавливаются в зависимости от назначения и условий эксплуатации летательных аппаратов и подводных сооружений. Не всегда выдерживается принцип полной эквивалентности атмосферы искусственной земной атмосфере.

Помимо биологически индифферентной атмосферы искусственной, в длительных космических полетах рекомендуются различные варианты биологически активной атмосферы искусственной, оказывающей стимулирующее действие на основные системы организма. Получены экспериментальные данные, свидетельствующие о целесообразности использования атмосферы искусственной с несколько более низким, чем в нормальной атмосфере, парциальным давлением кислорода. Полагают, что низкое парциальное давление кислорода, стимулируя дыхание, кроветворение, кровообращение, будет предупреждать развитие неблагоприятных изменений в организме, обусловленных длительным влиянием гиподинамии и невесомости.

В подводных сооружениях барометрическое давление атмосферы искусственной может достигать 10 ата и более. В таких случаях решается вопрос, какой инертный газ или какую смесь из биологически индифферентных газов следует использовать. Установлено, что наркотическое действие ксенона, криптона, аргона, азота и гелия отчетливо проявляется при парциальном давлении соответственно 0,5; 1,8; 12,6; 18 и 163 ата. Поэтому при подводных погружениях, особенно на большие глубины, широко применяется смесь гелия с кислородом. Это обусловлено тем, что использование в этих случаях смеси азота с кислородом или просто воздуха исключается, так как азот под высоким давлением обладает наркотическим действием. Вопрос об использовании гелио-кислородной смеси при длительных полетах на космических кораблях окончательно не решен. Преимуществом этой смеси является меньший вес по сравнению с азотнокислородной и более благоприятное влияние в условиях тепловых нагрузок; недостатки — большая текучесть гелия (требуется более частое пополнение), большая его теплопроводность (зона комфорта сужается и сдвигается в сторону повышения температуры до 27—28°) и смещение частотного спектра речи в сторону высоких частот на 0,7 октавы.

В клинической практике при развитии у больных кислородной недостаточности применяется атмосфера искусственная с повышенным содержанием (до 60%) кислорода. Кратковременное пребывание больных в атмосфере искусственной, состоящей из кислорода под повышенным давлением (до 3 ата), применяется в хирургической практике во время операций на сердце и крупных сосудах, а также в онкологических клиниках для снижения резистентности опухолевых клеток к последующему воздействию рентгеновских лучей (см. Кислородная терапия, оксигенобаротерапия). При заболеваниях дыхательных путей и легких, сопровождающихся спазмом или сужениями бронхов, используется атмосфера искусственная, в которой азот воздуха замещается гелием, имеющим низкую плотность, что снижает сопротивление дыханию.

Библиография: Генин А. и Малкин В. Искусственная атмосфера сегодня и в 2000 году, Науч. мысль, в. 7, с. 38, 1968; Николаев В. П. Физиологические эквиваленты воздуха, Изв. АН СССР, сер. биол., № 5, с. 730, 1969, библиогр.

В. Б. Малкин.